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미국 매스제네럴브리검(MGB)

무의식 환자가 병상에 누워있는 모습을 표현한 이미지.게티이미지뱅크

기존 뇌 검사에서 의식 반응이 전혀 나타나지 않았던 뇌손상 환자 중 상당수가 사실은 외부 자극을 감지할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다.의식을 완전히 잃은 것으로 생각됐던 식물인간도 외부 지시에 따른 뇌 반응이 감지된 것이다.

미국 하버드대 부속 병원들로 구성된 의료연구기관 매스제네럴브리검(MGB) 소속 연구팀은 기능적자기공명영상(fMRI)과 뇌파검사(EEG) 반응을 복합적으로 분석해 무의식 환자들이 특정한 지시에 반복적인 반응을 보인 것을 확인한 연구 결과를 15일(현지시간) 국제학술지 '뉴잉글랜드저널오브메디신'에 발표했다.

이 연구에서는 간단한 지시에 반응하지 않는 중증 뇌손상 환자 241명을 대상으로 fMRI,축구토토승무패14회차뇌파 검사 또는 두 가지 검사를 모두 실시했다.참가자들은 "손을 벌렸다가 오므리는 상상을 해보라"는 지시를 들은 후 15~30초 후에 "손을 벌렸다가 오므리는 상상을 그만하라"는 지시를 들었다.fMRI와 뇌파 반응을 분석한 결과 참가자의 25%에 달하는 60명이 몇 분에 걸쳐 이 지시를 반복적으로 따랐다.

연구팀에 따르면 이러한 현상은 일명 '숨겨진 의식'이라고 불리는 인지적운동해리(Cognitive-motor dissociation)라 한다.의사소통 행동 평가에서 반응하지 않는 환자가 언어를 이해하고 지시를 기억하며 주의력을 유지할 수 있다는 것이다.

연구를 이끈 옐레나 보디엔 하버드대 부속 메사추세츠종합병원 신경과 교수는 "이러한 결과는 외부로 나타나지 않는 인지 능력을 어떻게 활용해 의사소통 시스템을 구축하고 회복을 촉진할 수 있는가에 대한 중요한 과학적 논의를 제기한다"고 평가했다.

혼수 상태,축구토토승무패14회차식물인간 상태 또는 최소한의 의식 상태 등 의식 장애 환자의 인지적운동해리를 입증한 첫 번째 연구는 약 20년 전 처음 발표됐다.이후 이뤄진 연구를 통해 외부 자극에 대한 반응이 없는 듯한 환자 중 약 15~20%에서 이 현상이 발생한다는 사실이 발견됐다.그러나 이번 연구에 따르면 환자의 25% 또는 그 이상에서 나타날 수 있는 것으로 확인됐다.

인지 능력의 작은 차이는 실제 의료현장에서 이뤄지는 임상치료에 크게 영향을 미칠 수 있다.보디엔 교수는 “환자의 인지적운동해리를 감지하지 못하면 생명 유지 장치의 조기 중단,축구토토승무패14회차인식 징후를 놓치거나 집중 재활 치료를 받지 못하는 등 심각한 결과를 초래할 수 있다”고 지적했다.

연구팀은 이번 연구의 한계에 대해 검사가 표준화되지 않아 각 연구 기관에서 각기 다른 방식으로 환자를 검사한 탓에 데이터 편차가 발생했다고 설명했다. 보디엔 교수는 "이 분야가 계속 발전하기 위해서는 도구를 검증하고 반응이 없는 환자를 체계적이고 실용적으로 평가할 수 있는 접근법을 개발해 검사 접근성을 높여야 한다"고 말했다.

연구진은 이번 연구 결과가 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 포함해 신체를 활용한 의사소통이 어려운 환자들을 위한 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 기대했다.메사추세츠 병원 산하 다른 연구진은 효과적인 의사소통이 불가능한 여러 유형의 환자에게 적용될 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 연구 중이다.있다.이날 NEJM에 발표된 또 다른 연구에서는 루게릭병과 중증 구음 장애를 가진 40대 남성이 BCI 장치를 활용해 머릿속에 떠올린 말을 화면의 텍스트로 변환하는 데 성공했다.

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